閆超

李特

袁烽

一、建筑設(shè)計(jì)的第二重具身性

自現(xiàn)代意義上的建筑學(xué)出現(xiàn)開(kāi)始，建筑設(shè)計(jì)流程呈現(xiàn)出一種雙重的具身性。一方面，伏案而繪的工作傳統(tǒng)使得建筑師需要具身性的投入到設(shè)計(jì)過(guò)程中；另一方面，在空間創(chuàng)作的過(guò)程中，建筑師會(huì)實(shí)時(shí)地將一種想象的身體行為投射到所繪制的圖紙之上，推演著使用、體驗(yàn)該空間的可能性[1][2]（圖1）?；谶@種雙重具身性，從建筑布局到細(xì)節(jié)輪廓，建筑師設(shè)計(jì)的任何一種空間幾何，都有著與身體行為的天然關(guān)聯(lián)性。20 世紀(jì)后半葉開(kāi)始，計(jì)算機(jī)作為新設(shè)計(jì)媒介被引入建筑設(shè)計(jì)工作中，并逐漸取代了傳統(tǒng)的圖板繪圖。其中代表性的事件如，1988 年美國(guó)哥倫比亞大學(xué)在伯納德·屈米（Bernard Tschumi）的領(lǐng)導(dǎo)下建立了無(wú)紙化設(shè)計(jì)課（paperless studio）。設(shè)計(jì)媒介的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，雖然大幅降低了建筑設(shè)計(jì)工作中身體的參與度，消融著傳統(tǒng)意義上第一重具身性對(duì)于空間創(chuàng)作的作用，但是提升了建筑學(xué)中身體研究領(lǐng)域的深度和廣度，拓展了空間創(chuàng)作中第二重具身性的邊界。近年來(lái)，在虛擬現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)的催動(dòng)下，建筑師具備了探索空間體驗(yàn)的新媒介、觀測(cè)行為規(guī)律的新工具，以及進(jìn)行復(fù)雜行為分析的新算法[3]。針對(duì)“身體行為—建筑形式”關(guān)系的認(rèn)知，也從先前僅依靠建筑師創(chuàng)作時(shí)主觀的共情想象力，擴(kuò)展到擁有更多量化客觀的行為規(guī)律的支撐。然而，為了讓數(shù)字化分析得到的行為規(guī)律不僅僅作為空間認(rèn)知的基礎(chǔ)，而是真正融入設(shè)計(jì)創(chuàng)作過(guò)程中，關(guān)鍵在于理清行為規(guī)律與空間幾何之間的映射關(guān)聯(lián)體系，這其中包含三個(gè)遞進(jìn)問(wèn)題：建筑形式與身體行為會(huì)在哪些維度產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性；這些維度下身體行為的規(guī)律如何被表達(dá)為幾何信息；幾何化的身體行為規(guī)律又如何直接驅(qū)動(dòng)建筑空間的設(shè)計(jì)生成。

圖1： 克勞德·布拉格登（Claude Bragdon）的自畫像—想象的身體從墨水瓶走到建筑圖紙中

二、建筑形式與身體行為

從人因城市工程學(xué)的角度看，身體行為與人居環(huán)境的關(guān)聯(lián)性發(fā)生在群體、遠(yuǎn)體、中體、近體、體表五個(gè)不同的尺度上，對(duì)應(yīng)城市、街道、建筑、室內(nèi)、微環(huán)境等空間對(duì)象[4]。在這一系列尺度的變化中，建筑形式與身體行為的聯(lián)系可以歸納為三個(gè)維度：身體姿態(tài)、身體感知和身體運(yùn)動(dòng)。

1.身體姿態(tài)維度

在身體姿態(tài)的維度上，身體行為主要在微觀尺度上與建筑空間的幾何形式構(gòu)成關(guān)聯(lián)性。建筑史中最為經(jīng)典的例子便是自古羅馬時(shí)期以來(lái)建筑師對(duì)于身體比例的“崇拜”。正如維特魯威（Vitruvius）在《建筑十書(shū)》（The Ten Books on Architecture）的“論對(duì)稱性（On Symmetry）”一卷中所論述的，因?yàn)榇笞匀粚⑷祟惿眢w設(shè)計(jì)成具備適宜的“整體—局部”比例，因此成為任何一座“完美”建筑的形式應(yīng)該參照的對(duì)象[5]。維特魯威的理論深刻地影響了歐洲文藝復(fù)興時(shí)期的建筑形式觀（圖2）。發(fā)展到現(xiàn)代主義建筑時(shí)期，建筑從對(duì)身體比例的模仿發(fā)展為對(duì)身體姿態(tài)的架構(gòu)[6]。盡管這個(gè)時(shí)期以人體工程學(xué)為指導(dǎo)的空間設(shè)計(jì)仍然關(guān)注身體比例，但是正如勒·柯布西 耶（Le Corbusier）在20 世 紀(jì)40 至50年代完成的模數(shù)人（Modulor Man）圖解所展示的，此時(shí)對(duì)身體比例的研究是為了探究身體在不同姿態(tài)下對(duì)周圍空間的尺寸需求（圖3）。換言之，與空間幾何相互映射的不再是身體比例，而是各式各樣的身體姿態(tài)及其對(duì)應(yīng)的近身空間幾何。這一規(guī)則在當(dāng)今的建筑與室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)踐中仍在沿用。

圖2： 弗朗西斯科·迪·喬治繪制的巴西利卡平面中的身體

圖3： 勒·柯布西耶的模數(shù)人

2.身體感知維度

就感知機(jī)制而言，身體行為與空間幾何之間的關(guān)鍵媒介是視覺(jué)感知，例如空間幾何中的方向性會(huì)經(jīng)由視覺(jué)感知來(lái)影響身體行進(jìn)時(shí)的路徑選擇?；谝曈X(jué)感知的機(jī)制，空間幾何對(duì)于身體行為的影響作用發(fā)生在兩個(gè)相互滲透的層面：語(yǔ)義和感官。

在語(yǔ)義層面，空間形式對(duì)身體行為的影響是基于這樣一種普遍認(rèn)知：在具體的社會(huì)文化背景下，人與建筑之間會(huì)借由視覺(jué)感知建立一套語(yǔ)義系統(tǒng)，其中建筑材料、功能、空間、結(jié)構(gòu)、裝飾均具有特定的含義，而這些含義是引導(dǎo)人的行為的基礎(chǔ)設(shè)施。例如。帕特里克·舒馬赫（Patrik Schumacher）受尼克拉斯·盧曼（Niklas Luhmann）的社會(huì)系統(tǒng)論所影響提出了參數(shù)化主義（Parametricism）理論，認(rèn)為在這種語(yǔ)義交流結(jié)構(gòu)下，空間幾何系統(tǒng)與更加宏大的社會(huì)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，進(jìn)而可以作用于群體行為乃至社會(huì)進(jìn)程的塑造[7]。

在感官層面，空間幾何和身體行為是在一種更加瞬時(shí)的具身性體驗(yàn)中被交織在一起。從哲學(xué)家莫里斯·梅洛龐蒂（Maurice Merleau-Ponty）的知覺(jué)現(xiàn)象學(xué)到當(dāng)代具身感知理論，已經(jīng)揭示了視覺(jué)感官、身體行為與環(huán)境要素之間相互影響的內(nèi)在規(guī)律：特定環(huán)境意圖下的身體行為是視覺(jué)感官的基礎(chǔ)，視覺(jué)感官的結(jié)果同時(shí)又會(huì)反過(guò)來(lái)影響具身行為的實(shí)施[8]。在借助前沿神經(jīng)科學(xué)的探索中，哈里·弗朗西斯·馬爾格雷夫（Harry Francis Mallgrave）和尤哈尼·帕拉斯馬（Juhani Pallasmaa）等人的工作進(jìn)一步揭示了視覺(jué)感知的具身性本質(zhì)[9][10]。作者曾通過(guò)對(duì)預(yù)判感知的神經(jīng)科學(xué)理論進(jìn)行研究，分析了視覺(jué)感知預(yù)判和行為糾錯(cuò)機(jī)制[11]，進(jìn)而揭示出空間形式的連貫性、視覺(jué)信息密度等屬性對(duì)于身體行為的影響作用[12]。

在此基礎(chǔ)上，身體姿態(tài)不僅在微觀尺度下直接影響空間幾何，同時(shí)由于身體姿態(tài)架構(gòu)著感知器官，因此在更大尺度的場(chǎng)景下，也借由感知機(jī)制而參與到空間幾何的塑造中。美國(guó)環(huán)境行為學(xué)家詹姆斯·吉布森（James J.Gibson）的可供性理論認(rèn)為人通過(guò)視覺(jué)感知到的并非空間形式的圖像，而是空間形式可以如何容納的某種身體行為，以及這種行為背后的具體含義[13]。也就是說(shuō)，身體在發(fā)生某種行為時(shí)的姿態(tài)成為了感知的前置條件，我們目之所及的均是空間形式和身體姿態(tài)之間的潛在關(guān)系，而且這種潛在關(guān)系甚至已經(jīng)成為了我們理解環(huán)境的基礎(chǔ)。正如肯特·C·布盧默（Kent C.Bloomer）和查爾斯·W·摩爾（Charles W.Moore）在《身體、記憶和建筑》（Body，Memory，and Architecture）一書(shū)中所闡述，我們?cè)谌粘Ｖ械乃薪?jīng)驗(yàn)，都是基于身體的獨(dú)特形態(tài)而建立的。例如，無(wú)論身體的頭部朝向什么方向，我們對(duì)于前后、左右的認(rèn)知始終是基于身體軀干的。同時(shí)，由于身體形態(tài)具有語(yǔ)義層面的含義，因此也是我們?cè)谡Z(yǔ)義層面建立環(huán)境認(rèn)知的基礎(chǔ)[14]。

3.身體運(yùn)動(dòng)維度

在中大尺度的場(chǎng)景下，空間幾何對(duì)身體行為的作用在于其界定著身體的運(yùn)動(dòng)路徑。而隨著身體運(yùn)動(dòng)的引入，空間幾何與身體姿態(tài)、身體感知之間的關(guān)聯(lián)性，也從靜態(tài)的二元相互作用，發(fā)展為歷時(shí)性的、動(dòng)態(tài)的復(fù)雜影響機(jī)制。自歐洲現(xiàn)代性啟蒙以來(lái)，時(shí)間和空間已成為建筑設(shè)計(jì)認(rèn)知中不可分割的兩個(gè)方面[15]。當(dāng)身體不再被視為靜態(tài)視點(diǎn)位置的符號(hào)性表達(dá)，取而代之的是其作為動(dòng)態(tài)感知媒介的新角色。在勒·柯布西耶的薩伏伊別墅（Villa Savoye）中，空間幾何通過(guò)定義空間邊界，在提供著體驗(yàn)外部環(huán)境的窗洞媒介的同時(shí)，還架構(gòu)著身體的運(yùn)動(dòng)，最終構(gòu)成一種動(dòng)態(tài)變化的、序列化的視覺(jué)感知結(jié)果[16]（圖4）。正如伯納德·屈米（Bernard Tschumi）所闡述的，“當(dāng)我進(jìn)入一個(gè)房間時(shí)，我身體在該房間中的運(yùn)動(dòng)改變著與它的關(guān)系”[17]。對(duì)動(dòng)態(tài)身體感知的考量，直接反映在屈米的《曼哈頓手稿》（The Manhattan Transcripts）中的一系列歷時(shí)性圖解中。空間幾何影響著身體的軌跡，進(jìn)而決定著對(duì)環(huán)境的感知序列，這一序列又反過(guò)來(lái)作用于身體行為（圖5）。空間幾何隨著身體的運(yùn)動(dòng)，會(huì)在視覺(jué)感知層面呈現(xiàn)出一種動(dòng)態(tài)性，甚至?xí)淖兤鋷缀伪举|(zhì)。當(dāng)身體的運(yùn)動(dòng)達(dá)到一定的速度時(shí)，空間幾何本身甚至?xí)テ浞?hào)識(shí)別性，呈現(xiàn)為一種在感知層面的模糊狀態(tài)，進(jìn)而完全改變空間幾何在語(yǔ)義層面對(duì)身體行為的作用機(jī)制[18]。

圖4： 勒·柯布西耶的薩伏伊別墅中的歷時(shí)性視覺(jué)感知

圖5： 伯納德·屈米的《曼哈頓手稿》中的歷時(shí)性圖解

總而言之，空間幾何通過(guò)邊界的限定，可以直接作用于身體的運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)，身體的運(yùn)動(dòng)又會(huì)反過(guò)來(lái)改變空間幾何在視覺(jué)感知上的呈現(xiàn)結(jié)果，進(jìn)而間接改變著空間幾何通過(guò)感知對(duì)身體行為的影響。最終，身體的姿態(tài)、感知和運(yùn)動(dòng)相互套嵌，在空間和行為之間構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的相互作用系統(tǒng)。

三、身體行為的幾何化轉(zhuǎn)譯

身體在空間中的行為是高度差異化的，同時(shí)其環(huán)境影響因素也具有高度多樣性和隨機(jī)性，為了在身體姿態(tài)、感知和運(yùn)動(dòng)三個(gè)維度上建立行為規(guī)律與空間幾何之間的雙向映射關(guān)系，建筑師的經(jīng)驗(yàn)和共情想象力往往扮演著非常關(guān)鍵的作用。隨著數(shù)字化技術(shù)的引入，建筑領(lǐng)域?qū)τ谏眢w行為的認(rèn)知更加規(guī)律化和客觀化。在建筑空間中，身體行為的規(guī)律本質(zhì)上是一種統(tǒng)計(jì)學(xué)上的數(shù)理結(jié)構(gòu)。當(dāng)面向設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵在于將數(shù)理結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何化轉(zhuǎn)譯和可視化再現(xiàn)。隨著觀測(cè)、建模和可視化的技術(shù)不斷迭代，我們當(dāng)前可以采集從宏觀位移到肢體動(dòng)作，再到微觀表情和生理、心理信號(hào)的多尺度數(shù)據(jù)，通過(guò)將軌跡數(shù)據(jù)或熱力數(shù)據(jù)在空間中進(jìn)行映射繪圖（mapping），可以將行為的數(shù)理結(jié)構(gòu)表達(dá)為可以設(shè)計(jì)操作的幾何信息，進(jìn)而打通和建筑空間幾何之間的形式關(guān)聯(lián)性。

1.身體姿態(tài)的捕捉與模擬

身體行為的幾何化，在基礎(chǔ)層面對(duì)應(yīng)的是身體姿態(tài)的量化觀測(cè)和分析。與傳統(tǒng)的身體測(cè)量相比，當(dāng)今的圖像數(shù)據(jù)采集技術(shù)可以對(duì)更加微觀的身體形態(tài)信息進(jìn)行捕捉。諸如Kinect 相機(jī)等新技術(shù)，可以在保護(hù)被觀測(cè)者隱私安全的前提下，采集到身體骨骼姿態(tài)，再通過(guò)結(jié)合深度位置、聲音等信號(hào)，可以在位移的基礎(chǔ)上推演出相對(duì)應(yīng)的身體行為[19]。而智能體模擬技術(shù)可以將身體姿態(tài)引入到行為建模中。例如，相關(guān)研究曾運(yùn)用智能體虛擬人對(duì)醫(yī)院急診空間的群體行為進(jìn)行建模[20]。此時(shí)，虛擬建筑環(huán)境的空間幾何與虛擬人行走時(shí)身體姿態(tài)的關(guān)聯(lián)性十分關(guān)鍵。相關(guān)研究將建筑信息模型（BIM）與智能體行為模擬相結(jié)合，利用前者的模型技術(shù)建立更加精細(xì)的模擬場(chǎng)景[21]，從而提高虛擬智能體對(duì)身體行為模擬的“真實(shí)”度，并且可以同時(shí)從幾何信息和語(yǔ)義信息兩個(gè)方面分析空間中的身體行為規(guī)律[22]。基于前沿游戲引擎，我們可以通過(guò)建立復(fù)雜使用場(chǎng)景，并通過(guò)分配角色來(lái)增加使用者個(gè)體的多樣性，利用人工智能引擎模擬角色在事件中的決策，從而建立一種更加豐富、可靠的身體行為模型，來(lái)模擬人群的身體行為在時(shí)空中的動(dòng)態(tài)分布規(guī)律，并將其可視化[23]。

2.身體感知的數(shù)據(jù)化分析

身體行為的幾何化，與感知機(jī)制的量化解析同樣息息相關(guān)。因此，這便往往要求我們?cè)诓杉袨樾畔⒌耐瑫r(shí)，獲取與之對(duì)應(yīng)的感知信息，并將其可視化。相關(guān)研究通過(guò)讓被觀測(cè)者穿戴攝像設(shè)備，同時(shí)記錄所看到的場(chǎng)景和所處的位置，進(jìn)而將行為路徑與感知視野關(guān)聯(lián)起來(lái)，建立空間化的幾何模型[24]。而根據(jù)感知的可供性理論，我們視覺(jué)接收到的信息不僅僅是圖像，還包含了空間在語(yǔ)義層面對(duì)特定身體行為的包容性。相關(guān)研究通過(guò)建立一套形式表達(dá)式將空間與行為在語(yǔ)義層面關(guān)聯(lián)起來(lái)[25]。另外，空間形式的含義之所以會(huì)對(duì)身體行為具有引導(dǎo)作用，是因?yàn)槿嗽诳臻g中往往都具有特定的目的。這些目的既可能是進(jìn)入、通過(guò)、離開(kāi)等單向度的，也可能是協(xié)作、交往等復(fù)雜多向度的。因此，理清特定的行為目的是描述環(huán)境中的語(yǔ)義系統(tǒng)如何導(dǎo)引身體行為的基礎(chǔ)，也是理解空間可供性與行為規(guī)律之間關(guān)系的重要維度[26]。

在更加細(xì)節(jié)的層面，相關(guān)研究運(yùn)用視覺(jué)追蹤技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中觀察并分析與行為相對(duì)應(yīng)的感知信息[27]。近年來(lái)，通過(guò)越發(fā)普及的佩戴式皮電、肌電、腦電等監(jiān)測(cè)設(shè)備，我們還可以同時(shí)采集生理電信號(hào)，輔助對(duì)復(fù)雜性感知機(jī)制的建模。腦電波監(jiān)測(cè)技術(shù)和磁共振成像（fMRI）技術(shù)可以對(duì)人的感官體驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行量化監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集[28][29]。

在可視化方面，關(guān)鍵在于將感知數(shù)據(jù)映射到時(shí)空維度上，進(jìn)行幾何化的表達(dá)。在經(jīng)典方法論層面，空間句法等工具為建立視覺(jué)感官體驗(yàn)與空間幾何屬性之間的關(guān)系發(fā)揮著巨大的作用。空間句法通過(guò)對(duì)視覺(jué)可達(dá)性進(jìn)行數(shù)理結(jié)構(gòu)分析和可視化，將視覺(jué)體驗(yàn)進(jìn)行直接的幾何化，進(jìn)而與空間形式對(duì)應(yīng)起來(lái)[30][31]。另外，相關(guān)研究運(yùn)用一個(gè)情感光譜系統(tǒng)來(lái)描述人在空間中的感覺(jué)，通過(guò)建立大腦行為的抽象數(shù)理結(jié)構(gòu)，解析“感知—行為”與街道空間變化之間的關(guān)系[32]。

3.身體運(yùn)動(dòng)的圖形化表達(dá)

針對(duì)身體運(yùn)動(dòng)的幾何化，基礎(chǔ)在于將身體的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。其中，圖像攝影采集和無(wú)線信號(hào)采集技術(shù)是較為常用的數(shù)據(jù)獲取手段。在相對(duì)無(wú)遮擋的戶外和半戶外區(qū)域，運(yùn)用無(wú)人機(jī)攜帶熱成像設(shè)備可以對(duì)中尺度空間中身體的時(shí)空行為進(jìn)行圖像記錄，再運(yùn)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行圖像清洗和數(shù)據(jù)抽取[33]。而針對(duì)較為封閉的室內(nèi)空間，我們往往更多利用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行采集。例如，無(wú)線網(wǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)具有布置較為簡(jiǎn)易的優(yōu)勢(shì)，因此可以在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，對(duì)空間進(jìn)行全時(shí)域的行為監(jiān)測(cè)，并對(duì)身體流動(dòng)和聚集的時(shí)空分布進(jìn)行可視化解析[34]。另外，低能耗藍(lán)牙技術(shù)是另一種采集室內(nèi)身體位移數(shù)據(jù)的手段。相關(guān)研究曾開(kāi)發(fā)了一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的應(yīng)用程序HalO，配合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)身體在空間中的移動(dòng)進(jìn)行記錄、處理、分析[35]。

在可視化方面，目前主要手段是將獲得的信息直接以一種空間地圖的方式進(jìn)行再現(xiàn)，從而打通從行為規(guī)律到空間幾何的通道[36]。另有相關(guān)研究將包括問(wèn)卷、微氣候監(jiān)測(cè)、行為監(jiān)測(cè)、空間信息等多維度的數(shù)據(jù)，以及滿意度分析、空間句法分析、生理信息分析、身體行為分析等多方面的結(jié)果進(jìn)行疊加和可視化，為設(shè)計(jì)提供一種更加綜合的幾何圖像信息[37]。時(shí)間是身體運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)復(fù)雜性維度，而且身體行為在時(shí)間上的分布規(guī)律通常與空間使用息息相關(guān)。相關(guān)研究通過(guò)建立一個(gè)街道設(shè)施的使用矩陣，并通過(guò)大數(shù)據(jù)采集來(lái)分析街道設(shè)施在時(shí)間維度上的活躍度變化，進(jìn)而來(lái)建立身體行為的時(shí)空分布規(guī)律[38]。

另外，根據(jù)采集的身體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新建模和模擬，是對(duì)身體行為規(guī)律進(jìn)行幾何化的另一個(gè)關(guān)鍵手段。相關(guān)研究通過(guò)改進(jìn)并運(yùn)用網(wǎng)格化的元胞自動(dòng)機(jī)（一種智能體模型），可以模擬地震災(zāi)害時(shí)多層建筑的疏散行為[39]；通過(guò)網(wǎng)格化的像素智能體進(jìn)行建模，并結(jié)合感知設(shè)備監(jiān)測(cè)進(jìn)行實(shí)證，可以揭示商場(chǎng)中的人行流線規(guī)律[40]。另外，通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)粒子行為建模，我們可以突破網(wǎng)格的限制。基于粒子之間的交互規(guī)則，可以根據(jù)不同的空間結(jié)構(gòu)和功能組織，來(lái)實(shí)時(shí)模擬人群的運(yùn)動(dòng)軌跡[41]。

四、“行為幾何”驅(qū)動(dòng)的空間形態(tài)生成與優(yōu)化

從設(shè)計(jì)方法論角度看，當(dāng)前基于身體行為的設(shè)計(jì)方法大多是“研究—評(píng)價(jià)—決策—設(shè)計(jì)”的范式。即，通過(guò)大量的行為研究，發(fā)現(xiàn)空間影響行為的規(guī)律，再以量化研究結(jié)論作為空間評(píng)估的依據(jù)，反過(guò)來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)決策[42]。為了將身體行為的規(guī)律性認(rèn)知直接引入到建筑形式的生成過(guò)程中，關(guān)鍵在于建立“行為幾何—空間幾何”的雙向關(guān)聯(lián)模型。其中身體行為和建筑空間既是對(duì)方的生發(fā)前提，又是對(duì)方的決定因素。圍繞這個(gè)模型，當(dāng)前數(shù)字建筑學(xué)中的行為研究路徑和計(jì)算性設(shè)計(jì)流程便可以組成一個(gè)完整的回路（圖6）。我們針對(duì)具體的設(shè)計(jì)意圖可以提出行為性能目標(biāo)，并根據(jù)空間對(duì)行為的影響規(guī)律，逆向建立從行為推導(dǎo)空間的生成或優(yōu)化規(guī)則，最后通過(guò)由行為幾何驅(qū)動(dòng)的空間幾何迭代，趨向設(shè)計(jì)目標(biāo)。

圖6： 行為研究與計(jì)算設(shè)計(jì)的流程圖解

在“生成形態(tài)”的方法中，由于建筑空間最終需要容納設(shè)計(jì)意圖中計(jì)劃的身體行為，因此身體行為的形式也便直接成為了空間形式的原型。經(jīng)典案例如扎哈·哈迪德建筑師事務(wù)所（ZHA）在2006 年設(shè)計(jì)的土耳其卡爾塔爾—潘迪克總體規(guī)劃方案（Kartal-Pendik Masterplan），便是將模擬的最短步行路徑形式直接轉(zhuǎn)化成城市空間的路網(wǎng)形式[43]。在更加微觀的尺度上，相關(guān)研究對(duì)身體行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉，將身體在時(shí)空中的動(dòng)態(tài)姿態(tài)轉(zhuǎn)化為空間生成的決定因素[44]。另有研究以公共座椅作為對(duì)象，采集了身體在公共座椅上的姿態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)行為規(guī)律進(jìn)行建模，并建立了一種以目標(biāo)坐姿驅(qū)動(dòng)座椅形式生成的關(guān)聯(lián)性規(guī)則[45]。在建筑設(shè)計(jì)場(chǎng)景中，有研究曾運(yùn)用智能體模擬和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)相結(jié)合的方法，對(duì)非常規(guī)（或非線性）空間中身體行為與微觀形式之間的關(guān)系進(jìn)行歸納和建模，并反過(guò)來(lái)將兩者之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則應(yīng)用于自動(dòng)化生成設(shè)計(jì)[46]。

在“優(yōu)化形態(tài)”的方法中，身體行為的幾何信息不再直接決定空間形式，而是通過(guò)可視化的行為性能差異來(lái)驅(qū)動(dòng)空間形式的生成優(yōu)化過(guò)程。針對(duì)空間形式問(wèn)題，相關(guān)研究曾運(yùn)用多智能體所模擬的流線來(lái)驅(qū)動(dòng)空間平面布局的優(yōu)化[47]。作者團(tuán)隊(duì)曾通過(guò)數(shù)據(jù)清洗、投射，將空間中行為的頻率和強(qiáng)度轉(zhuǎn)譯成平面熱力圖，并根據(jù)特定的規(guī)則逆向迭代優(yōu)化出對(duì)應(yīng)的三維空間形式[48]（圖7）。此類設(shè)計(jì)方法本質(zhì)上是，通過(guò)在人的身體行為和空間形式之間建立一個(gè)循環(huán)反饋系統(tǒng)，使得空間在生成過(guò)程中可以不斷地根據(jù)行為性能而被評(píng)價(jià)，最終通過(guò)不斷優(yōu)化形式而趨向目標(biāo)行為[49]。由于每一次迭代空間中模擬得到的行為性能結(jié)果是引導(dǎo)下一次迭代的驅(qū)動(dòng)因素，所以為了提高優(yōu)化效率，往往要求行為模擬的耗時(shí)更短。因此，在諸如利用智能體模擬社交活力的設(shè)計(jì)研究中[50]，往往還會(huì)引入機(jī)器學(xué)習(xí)等手段，在空間形式與行為性能之間建立更加直接的映射關(guān)系，通過(guò)繞過(guò)模擬計(jì)算，來(lái)加快生成優(yōu)化的迭代速度。

圖7： 基于身體行為分布熱力圖的空間形態(tài)優(yōu)化

在設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景方面，空間幾何形態(tài)的規(guī)則化生成與優(yōu)化可以帶來(lái)的最直接的結(jié)果是提高空間中流線的效率。以尋路（wayfinding）的高效性為主要目的，空間幾何形態(tài)可以對(duì)身體移動(dòng)起到快速導(dǎo)引的作用。其中，緊急狀態(tài)下的建筑空間疏散是重要的研究場(chǎng)景之一[51][52]。在近年來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，商場(chǎng)、軌道交通站，以及當(dāng)下的站城一體化空間，均是相關(guān)研究面向的場(chǎng)景。其中，既包含了緊急狀態(tài)下空間布置對(duì)于疏散效率的影響，例如輕軌站中戰(zhàn)時(shí)避難所的位置對(duì)多層空間疏散行為的影響研究[53]，也涉及日常狀態(tài)下空間中標(biāo)識(shí)位置等要素對(duì)步行流線的作用[54]。除了標(biāo)識(shí)位置的幾何關(guān)系之外，相關(guān)研究也涉及形態(tài)、光影等與建筑空間創(chuàng)作更為緊密的屬性[55]。隨著當(dāng)代社會(huì)關(guān)于行為認(rèn)知的深入，人在空間中的社交、協(xié)作的性能表現(xiàn)，以及情感、體感的舒適等方面也開(kāi)始得到更多的關(guān)注，其中，當(dāng)代辦公環(huán)境是重要的研究場(chǎng)景之一。相關(guān)研究開(kāi)始探索當(dāng)代創(chuàng)意孵化辦公空間中人群之間的社會(huì)交往行為，挖掘空間中社交網(wǎng)絡(luò)的形成規(guī)律，進(jìn)而指導(dǎo)如何通過(guò)空間形態(tài)設(shè)計(jì)來(lái)提高協(xié)作效率[56][57]。

另外，以“行為幾何”驅(qū)動(dòng)的“空間幾何”規(guī)則，不僅可以在設(shè)計(jì)中提升空間使用的效率和性能，同時(shí)還打開(kāi)了交互性和定制化等設(shè)計(jì)議題的當(dāng)代實(shí)踐可能性。在1960 和1970 年代，控制論和智能技術(shù)影響下的建筑學(xué)中涌現(xiàn)出一批關(guān)注交互性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。最具代表性的如尼古拉斯·尼葛洛龐帝（Nicholas Negroponte）的SEEK交互裝置，嘗試通過(guò)感知媒介不斷地在信息交互反饋中學(xué)習(xí)沙鼠的行為模式，預(yù)測(cè)他們對(duì)未來(lái)路徑的選擇，并實(shí)時(shí)通過(guò)機(jī)器手臂在三維空間中不斷地重新配置模塊組合形態(tài)。誠(chéng)然，這些項(xiàng)目受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展條件而大多以失敗而告終，但是打開(kāi)了身體行為與空間形態(tài)進(jìn)行交互定制的眾多場(chǎng)景。當(dāng)代，無(wú)論是身體行為研究的發(fā)展，還是數(shù)字化批量定制技術(shù)的迭代，都為此類場(chǎng)景帶來(lái)了新的可能性。在2021 上海城市空間藝術(shù)季，作者團(tuán)隊(duì)觀測(cè)社區(qū)居民在“15 分鐘社區(qū)生活圈”中的健身、社交、工作、娛樂(lè)等需求所蘊(yùn)含的身體行為，通過(guò)總結(jié)適合上述身體行為規(guī)律，設(shè)置了一種基于可變形智能模塊的設(shè)計(jì)規(guī)則。模塊的相互組合可以形成不同的微空間剖面類型，剖面中的每個(gè)模塊會(huì)在特定的高度形成特定的角度，以貼合身體姿態(tài)，同時(shí)通過(guò)集成不同的功能家具模塊，適應(yīng)不同的身體行為，最終形成了一套可以根據(jù)行為需求而批量定制和快速部署的社區(qū)微空間系統(tǒng)（圖8、圖9）。

圖8： 基于身體行為的模塊化建構(gòu)系統(tǒng)

圖9： 可批量定制和快速部署的社區(qū)微空間

五、總結(jié)：一種具身性的建筑形態(tài)學(xué)

無(wú)論是在東西方的建筑傳統(tǒng)中，還是現(xiàn)代意義上的建筑學(xué)學(xué)科里，我們均可以看到具身性之于建筑設(shè)計(jì)的意義，以及身體行為與空間形式之間天然的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。同時(shí)，如何將計(jì)算性的生成設(shè)計(jì)范式與身體行為及其體驗(yàn)關(guān)聯(lián)起來(lái)，也是數(shù)字建筑學(xué)自出現(xiàn)以來(lái)一直在探索的議題[58]。在當(dāng)代人工智能技術(shù)展現(xiàn)出強(qiáng)大的形態(tài)生成能力的背景下，重溯建筑形態(tài)的身體關(guān)聯(lián)性顯得更為重要。為了將身體行為引入計(jì)算性設(shè)計(jì)中，我們不僅要讓計(jì)算機(jī)“了解”人在空間中的行為規(guī)律、“理解”空間形式對(duì)身體行為的影響作用，同時(shí)還要建構(gòu)從行為規(guī)律反推空間形式的生成規(guī)則。本質(zhì)上，以行為規(guī)律驅(qū)動(dòng)的計(jì)算性設(shè)計(jì)流程，是以數(shù)字生成技術(shù)生產(chǎn)大批量的備選方案為基礎(chǔ)，以性能驅(qū)動(dòng)多目標(biāo)優(yōu)化為機(jī)制，將行為規(guī)律提煉和空間生成優(yōu)化整合為一個(gè)自動(dòng)化的循環(huán)流程。在這個(gè)流程中，關(guān)鍵在于將身體行為的數(shù)理模型映射到時(shí)間和空間維度上，并轉(zhuǎn)譯為可視化的幾何形態(tài)語(yǔ)言，進(jìn)而指導(dǎo)生成和優(yōu)化規(guī)則的制定。在計(jì)算性設(shè)計(jì)工具帶來(lái)的理性之下，一種基于幾何規(guī)則的具身性空間形態(tài)認(rèn)知和設(shè)計(jì)方法正在逐漸展開(kāi)。